1862'de İstanbul'da doğdu. Ahmet Cevdet Paşa ve Adviye Rabia Hanım'ın kızıdır. Babasının görevleri vesilesiyle Halep, Yanya, Şam ve Beyrut'ta da yaşayan Fatma Aliye 1878'de Kolağası Faik Bey ile evlendi. İlk olarak George Ohnet'nin Volonté romanını Meram adıyla ve "Bir Kadın" imzasıyla Türkçeye çevirdi. 1891'de Ahmet Mithat ile ortaklaşa yazdıkları Hayal ve Hakikat romanını da "Bir Kadın" imzasıyla yayımladı. 1893'te Ahmet Mithat kendisinin yazarlık serüveniyle ilgili Fatma Aliye yahut Bir Muharrire-i Osmaniyenin Neşeti kitabını yayımladı. Kendi adıyla yazdığı ilk romanı Muhadarat da bu yıl basıldı. 1895'ten itibaren kardeşi Emine Semiye, Nigâr Hanım, Makbule Leman, Fatma Fahrünnisa gibi kadın yazarlarla Hanımlara Mahsus Gazete'yi çıkardı. Bu dönemde Refet, Udi ve Levayih-i Hayat romanları da art arda geldi. Müslüman kadınların kendi zamanındaki ve geçmişteki durumlarına, erdemlerine ve sorunlarına dair Nisvan-ı İslam, Namdaran-ı Zenan-ı İslamiyan ve Taaddüt-i Zevcât'a Zeyl eserlerini yayımladı. 1900 sonrası üretkenliği azalsa da 1908 sonrasında tekrar yayın faaliyetine başladı. Son romanı Enin 1912'de yayımlandı. 1916'da çıkan Ahmet Cevdet Paşa ve Zamanı eserinden sonra 1936'daki vefatına kadar başka eseri basılmadı. Feriköy Mezarlığına defnedilmiştir.
İlk olarak 1899'da yayımlanan Udi romanında Fatma Aliye, okurlarına Şam ve İstanbul'un kültürel ortamlarından kesitler sunuyor. Müzisyen bir kadın olan Bedia'nın hikâyesi aracılığıyla müziğin tutkuyla deneyimlenmesini ve nasıl bir eğlence aracına dönüştürüldüğünü takip edebiliyoruz. Bedia'nın müzik ve aşkla sınanan hayatı aracılığıyla geçmişte yaşanmış benzer kadın deneyimlerine de atıfta bulunuluyor. Üstelik rakip olarak sunulan ve bambaşka hayat tarzları olan kadınların birbirini anlama imkânı da vurgulanıyor.